JP3101883B2 - 電気的接続部材及びその製造方法 - Google Patents

電気的接続部材及びその製造方法

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和夫 近藤
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プリント基板、集積回
路等の電気回路部品同士を電気的に接続するのに用いら
れる電気的接続部材及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】プリント基板、集積回路等の電気回路部
品同士を電気的に接続する方法としては、ワイヤボンデ
ィング方法、TAB(Tape Auto-mated Bonding)法が従来よ
り知られている。 しかしこれらの方法はいずれもコス
トが高く、しかも電気回路部品間の接続点数が増加し、
接続点密度が高くなると対応できない等の難点があっ
た。このような難点を解決すべく、絶縁性の保持体中に
複数の導電部材を互いに絶縁状態に備えた電気的接続部
材を用いて、電気回路部品同士を電気的に接続する技術
が知られている。
【0003】このような電気的接続部材としては従来特
開平2―49385 号公報に提案されたものがある。以下、
この技術について図4に基づき説明する。図4は従来の
電気的接続部材41の縦断面図であり、電気的絶縁材から
なるフィルム状の保持体42に所定間隔で穿った穴43内に
夫々互いに絶縁状態に備えられた複数の導電部材45を設
けて構成されている。各導電部材45の一端は前記保持体
42の一方の面に、また他端は前記保持体42の他方の面に
夫々僅かに突き出した態様で露出させると共に、この露
出した端部の直径は穴43の直径よりも僅かに大きく、穴
43から抜け止めされた状態となっている。
【0004】なお電気的接続部材41における各部分の寸
法は、図4に示す如く保持体42の厚さが約10μm、穴43
(導電部材の柱状部)の直径が約20μm, 穴43間のピッ
チが約40μm、導電部材45の突出高さが表裏とも数μm
程度である。このような電気的接続部材は図5(a) 〜図
5(e) に示す如き工程により製造される。
【0005】図5は従来の電気的接続部材の製造方法の
主要工程を示す模式的断面図であり、まず基体となる金
属シート51を用意し(図5(a))、この金属シート51上に
スピンナにより保持体42を構成する感光性樹脂52を塗布
し、プリベイクを行う(図5(b))。所定パターンをなす
フォトマスク(図示せず)を介して光を感光性樹脂52に
照射して露光し、現像を行う(図5(c))。これによって
露光された部分には感光性樹脂52が残存し、露光されな
い部分は現像処理により感光性樹脂52が除去され、底部
に金属シート51の表面が露出する穴53が形成される。温
度を上げて感光性樹脂52の硬化を行った後、これらをエ
ッチング液中に浸漬させて穴53内に露出する金属シート
51の表面をエッチングし、ここに凹部54を形成する(図
5(d))。次いで穴53, 凹部54内に導電部材45を構成する
金55が充填され、且つ感光性樹脂52の表面よりも所定高
さに盛り上がらせるよう金メッキを施してバンプを形成
する(図5(e))。最後に金属シート51をエッチング除去
して、図4に示す如く金55が導電部材45を、また感光性
樹脂52が保持体42を夫々構成する電気的接続部材41を製
造する。
【0006】図6(a) は電気回路部品61,62 と電気的接
続部材との接続前の態様を、また図6(b) は接続後の態
様を夫々示す模式図であり、図中41は電気的接続部材、
61,62はプリント基板等の接続すべき電気回路部品を示
す。電気的接続部材41における導電部材45の一端45a が
露出する側に対向させて一方の電気回路部品61を、また
導電部材45の他端45b が露出する側に対向させて他方の
電気回路部品62を臨ませる(図6(a))。そして、一方の
電気回路部品61,62 の接続部66,67 と導電部材45の一端
45a,45b とを加熱しつつ圧接し、夫々合金化することに
より夫々両者を接続する(図6(b))。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところでこのような従
来の電気的接続部材41にあっては、図6(b)に示す使
用状態において、各導電部材45が通電に伴って発熱した
とき、これらの熱膨張率と保持体42の熱膨張率とが異な
るため、温度変化による保持体42の熱膨張で導電部材45
に強いストレスが付与され、導電部材45の損傷, 破断
の不都合が発生し、導通不良を引き起こす虞れがあっ
た。本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、
その目的とするところは保持体の熱膨張が導電部材に与
えるストレスを低減し得るようにした電気的接続部材及
びその製造方法を提供するにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係る電気的接続
部材は、電気的絶縁材からなる保持体と、該保持体中に
互いに絶縁状態に備えられた複数の導電部材とを有し、
前記各導電部材の一端は前記保持体の一方の面に露出
し、前記各導電部材の他端は前記保持体の他方の面に露
出している電気的接続部材において、前記保持体の前記
複数の導電部材夫々の間の略中央部に角がない形状の
孔を設けたことを特徴とする。また本発明に係る電気的
接続部材の製造方法は、電気的絶縁材からなる保持体
と、該保持体中に互いに絶縁状態に備えられた複数の導
電部材とを有し、前記各導電部材の一端は前記保持体の
一方の面に露出し、前記各導電部材の他端は前記保持体
の他方の面に露出している電気的接続部材を製造する方
法において、前記保持体となる感光性樹脂を基体の上に
設ける工程と、光遮光部分,光透過部分及び光減衰部分
を備えたマスクを用いて前記感光性樹脂を露光する工程
と、露光した前記感光性樹脂を現像し、該感光性樹脂に
基体の一部が露出する穴、及び凹孔を形成する工程と、
前記穴内に露出された前記基体の一部をエッチング除去
して凹部を形成する工程と、前記穴及び凹部内に前記導
電部材用材料を充填する工程と、前記基体を除去する工
程とを含むことを特徴とする。
【0009】
【作用】本発明にあっては、使用状態において複数の導
電部材夫々の発熱に伴って保持体が熱膨張するとき、こ
の膨張分が、夫々の導電部材の略中央部に位置して保持
体に形成された角がない形状の凹孔により吸収され、導
電部材に与えるストレスを低減し得ることとなる。
【0010】
【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づき
具体的に説明する。図1は本発明に係る電気的接続部材
の部分平面図、図2は図1のII−II線による拡大縦断面
図である。図中2は、例えば感光性ポリイミド樹脂等の
感光性樹脂にて構成された保持体を示している。この保
持体2には縦,横方向に所定の間隔を隔てて穿った複数
の貫通穴3内に夫々絶縁された状態で金等の導電部材5
を設けると共に、この導電部材5間の保持体2には夫々
凹孔8が形成されている。
【0011】各導電部材5は保持体2内を貫通し、その
一端が保持体2の一面に、また他端は保持体2の他面に
夫々わずかに突出せしめた状態で露出させてある。また
各凹孔8は、図1に示す如く、相隣する導電部材5間の
略中央部に位置させて形成されている。前記凹孔8は、
導電部材5の発熱に伴う保持体2の熱膨張を吸収し、該
保持体2との熱膨張差に起因して前記導電部材5に加わ
るストレスを軽減又は解消すべく設けられており、前述
の如く、角がない形状の各凹孔8が複数の導電部材5,
5…間の略中央部に位置させてあることから、夫々の導
電部材5,5…の発熱に伴う熱膨張を確実に、しかも均
等に吸収することができる。なお各凹孔8の大きさ,深
さについては特に限定するものではない。
【0012】このような電気的接続部材1の製造方法に
ついて以下にその一例を示す。図3は本発明に係る電気
的接続部材の主要製造工程を示す模式的断面図である。
先ず基体として、例えば表面にタングステン(W)膜を
積層形成した銅板11を用意し(図3(a))、この銅板11上
に保持体2を構成するためのレジスト12を塗布し、プリ
ベークした後 (図3(b))、これを露光する (図3(c))。
この露光に際して使用するマスク16としてマスク基材16
a の片面に、Cr膜等からなる 100%の遮光領域16b 、Cr
又はNDフィルターを用いた光減衰領域16c を形成したも
のを用いる。これによって、レジスト12上にマスク16を
重ねて光を照射すると、マスク16の遮光領域16b と対向
する部分のレジスト12は露光されず、また光減衰領域16
cと対向する部分のレジスト12は光減衰量に対応した深
さに迄露光され、他の部分は光透過領域であり露光され
ることとなる。
【0013】従ってこのようなマスク16を用いて露光さ
れたレジスト12を現像すると、遮光領域16b と対向した
部分には底部に銅板11表面のW膜が露出する穴3が、ま
た光減衰領域16c と対向した部分には凹孔8が夫々形成
される(図3(d))。次に穴3内に露出する銅板11の一部
をエッチング除去して凹部4を形成した後(図3(e))、
銅板11を電極とする金メッキを施し、導電部材5であ
る、例えば金を各穴3及び凹部4内に充填すると共に、
その表面がレジスト12の表面よりも僅かに高くなる迄盛
り上げる(図3(f))。その後、銅板11を選択エッチング
してこれを除去し、図2に示す如き電気的接続部材1を
得る。
【0014】なお前述した実施例においては基体として
表面にW膜を形成した銅板11を用いた構成について説明
したが、特にこれにのみ限定するものではなく、Wに代
えてMo, Ni等、導電部材に加熱処理を行って合金化し、
また金属間化合物を生成しない高融点金属を用いてもよ
い。
【0015】実施例では電気的絶縁材である保持体2と
してレジスト12を用いた場合を示したが、感光性エポキ
シ樹脂、感光性ポリイミド樹脂を用いてもよい。またこ
れらの樹脂中に、粉体, 繊維, 板状体, 棒状体, 球状体
等の所望の形状をなした、無機材料, 金属材料, 合金材
料の一種又は複数種を分散して含有せしめてもよい。含
有される金属材料, 合金材料としては、Au, Ag, Cu, A
l, Be, Ca, Mg, Mo, Fe, Ni, Co, Mn, W,Cr, Nb, Zr,
Ti, Ta, Zn, Sn, Pb-Sn 等があげられ、含有される無
機材料として、SiO2 ,B2 3 ,Al2 3 ,Na2 O,
2 O,CaO,ZnO,BaO,PbO,Sb2 3 ,As
2 3 ,La2 3 ,ZrO2 ,P2 5 ,TiO2 ,MgO,
SiC,BeO,BP, BN, AlN,B4 C,TaC,TiB2 ,CrB
2 ,TiN, Si34 ,Ta2 5 等のセラミック, ダイヤモ
ンド, ガラス, カーボン, ボロン等があげられる。
【0016】更に導電部材5の材料として実施例では金
を使用したが、これに代えてCu, Ag, Be, Ca, Mg, Mo,
Ni, W,Fe, Ti, In, Ta, Zn, Al, Sn, Pb-Sn 等の金属
単体又はこれらの合金を用いてもよい。なお導電部材5
の断面形状は、円形, 四角形その他の形状とすることが
できるが、応力の過度の集中を避けるためには角がない
形状が望ましい。
【0017】また、導電部材5は実施例では保持体2中
に垂直に配したが、保持体2の一方の面側から保持体2
の他方の面側に斜行していてもよい。
【0018】
【発明の効果】以上の如く、本発明にあっては、複数の
導電部材を互いに絶縁状態に保持する保持体に、夫々の
導電部材間の略中央に位置して角がない形状の凹孔を設
けたから、使用状態において保持体温度が高くなって熱
膨張した場合に保持体の材料が前記角がない形状の凹孔
内に向けて膨出し、角がない形状の各凹孔から略等しい
距離にある導電部材の夫々に付与されるストレスを効果
的に軽減することができ、夫々の導電部材の損傷,破断
により導通不良を引き起こす虞れがなく、信頼性が高い
電気的接続が可能となる。また前記熱膨張の吸収が凹孔
によりなされるから、保持体の強度低下を抑えることが
できる。更には、電気的接続の実現に際し、導電部材を
通して保持体に加えられる力が効果的に分散されて低加
圧で接続を行い得る等、本発明は優れた効果を奏するも
のである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電気的接続部材を示す部分平面図
である。
【図2】図1のII−II線による断面図である。
【図3】本発明に係る電気的接続部材の主要製造工程を
示す模式的断面図である。
【図4】従来の電気的接続部材の模式的断面図である。
【図5】従来の電気的接続部材の主要製造工程を示す模
式的断面図である。
【図6】電気的接続部材の一般的な使用態様を示す説明
図である。
【符号の説明】
1 電気的接続部材 2 保持体 3 穴 5 導電部材 11 銅板 12 レジスト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉沢 徹夫 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 宮崎 豊秀 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 ▲榊▼ 隆 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 寺山 芳実 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 田村 洋一 東京都千代田区大手町一丁目1番3号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 岡林 高弘 東京都千代田区大手町一丁目1番3号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 近藤 和夫 東京都千代田区大手町一丁目1番3号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 中塚 康雄 東京都千代田区大手町一丁目1番3号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 池上 祐一 大阪府大阪市中央区北浜4丁目5番33号 住友金属工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−284074(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電気的絶縁材からなる保持体と、該保持
    体中に互いに絶縁状態に備えられた複数の導電部材とを
    有し、前記各導電部材の一端は前記保持体の一方の面に
    露出し、前記各導電部材の他端は前記保持体の他方の面
    に露出している電気的接続部材において、前記保持体の
    前記複数の導電部材夫々の間の略中央部に角がない形状
    凹孔を設けたことを特徴とする電気的接続部材。
  2. 【請求項2】 電気的絶縁材からなる保持体と、該保持
    体中に互いに絶縁状態に備えられた複数の導電部材とを
    有し、前記各導電部材の一端は前記保持体の一方の面に
    露出し、前記各導電部材の他端は前記保持体の他方の面
    に露出している電気的接続部材を製造する方法におい
    て、 前記保持体となる感光性樹脂を基体の上に設ける工程
    と、 光遮光部分,光透過部分及び光減衰部分を備えたマスク
    を用いて前記感光性樹脂を露光する工程と、 露光した前記感光性樹脂を現像し、該感光性樹脂に基体
    の一部が露出する穴、及び凹孔を形成する工程と、 前記穴内に露出された前記基体の一部をエッチング除去
    して凹部を形成する工程と、 前記穴及び凹部内に前記導電部材用材料を充填する工程
    と、 前記基体を除去する工程とを含むことを特徴とする電気
    的接続部材の製造方法。
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